JP6748190B2 - 作動の減衰を伴うペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペダル装置に関する。

ペダル装置は、機械、特に車両を制御するために、足で作動させられる操作要素として機能する。ベース要素は、慣例的に、ここでは例えば自動車の運転席の足下の空間において固定されて配置され、又、作動のために、ペダル要素が、ベース要素に対して、変位し得る、例えば揺動自在である。
この目的のために、ペダル要素は、変位動作が可能なようにベース要素に取り付けられる。ここでは、正確な操作のために、変位動作の一定のダンピング（減衰）が所望される。

ＤＥ２０２００６００８４５３Ｕ１には、ベース部と、ベース部に対して揺動自在であるペダル部を含むアクセルペダルが記載されている。
センサレバーが、ベース部に揺動自在に取り付けられている。センサレバーの突出部が、スプリングによりペダル部に対して押圧され、それ故に、ペダル部は常にアイドリング位置（休止位置）の方向に戻される。
センサレバーは、二つのスリーブ部を有し、それらの間に軸部がクランプされている。このクランプにより、センサレバーと軸部の間に規定された所望の摩擦が生じ、この摩擦は動作にヒステリシスを生じさせるために使用される。

ＤＥ１０２００５０５９９７５Ａ１には、減衰ユニットを備えた車両のアクセルペダルが記載されている。
減衰ユニットは、二つのグリッパーリムとグリッパー爪を備えたグリッパーユニットを含む。グリッパー爪は、シャフト要素に対して横たわっている。
一方のグリッパーリムはペダル要素に配置され、他方のグリッパーリムはペダルリターンユニットに配置されている。
ペダル力が加えられると、ペダルリターンユニットのスプリング力と一緒に、後者はグリッパーユニットの変形を引き起こし、それ故に、グリッパー爪はシャフト要素に対して押圧され、シャフト要素に対する回転動作を減衰させる摩擦が生じる。

ＤＥ４４２６５４９Ｃ２には、取付けベースと、取付けベースに揺動自在に取付けられてベースの開いた凹状軸受ポイントに回動自在に取り付けられる凸状軸受部を含むレバーとを備えた、アクセルペダルが記載されている。
ロッカーは、凹状押圧部及びアバットメントを有し、シャフトにより揺動自在に取り付けられている。
圧縮スプリングは、軸受部上の駆動カムとロッカーのアバットメントの間にクランプされている。これにより、レバーの凸状軸受部が取付けベースの開いた凹状軸受ポイントに包囲された状態で、ロッカーの凹状押圧部が押圧される。

ＤＥ２０２００６００８４５３Ｕ１ ＤＥ１０２００５０５９９７５Ａ１ ＤＥ４４２６５４９Ｃ２

本発明の目的は、できるだけ構造をコンパクトにでき、変位動作の減衰を伴うペダル要素の確かな取付けを可能にするペダル装置を提供することである。

この目的は、請求項１に係るペダル装置により達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態に関係するものである。

本発明に係るペダル装置は、例えば自動車の足下において好ましくは固定配置するためのベース要素と、ベース要素に対して変位可能なペダル要素を含む。ペダル要素の例としては、ここではペダルアーム又はペダルプレートである。変位動作は、好ましくは揺動（ピボット）動作である。

ペダル要素に連結されかつベース要素上の少なくとも一つの軸受シェルに受け入れられて回動自在に取り付けられた軸受要素が、変位動作を可能にするために設けられている。
本発明によれば、軸受要素は、少なくとも、一つの第１軸受サブ要素と、一つの第２軸受サブ要素を含む。第１軸受サブ要素及び第２軸受サブ要素は、お互いに関して可動である。第１軸受サブ要素及び第２軸受サブ要素は、好ましくは別々の要素である。代わりになる形態として、二つの軸受サブ要素が可撓性部分によって互いに関して可動であれば、第１軸受サブ要素が第２軸受サブ要素と一体的に形成されることもできる。

本発明によれば、第１軸受サブ要素は、ペダル要素に連結又は結合される。このことは、ペダル要素の作動、すなわち、ベース要素に対する動作（移動）が、軸受シェル内での第１軸受サブ要素の回転を導く、結合（カップリング）を意味するもとして理解される。例えば、第１軸受サブ要素は、ペダル要素に堅固に結合されることができる。

少なくとも一つの戻し要素が、第２軸受サブ要素に作用するために設けられる。それは、例えば、バネ要素を含むことができ、戻し力を及ぼす役割をなす。第２軸受サブ要素へのこの作用は、先ず、ここでは直接的に及ぼされ、例えば、第２軸受サブ要素に戻し要素を直接接触させることにより及ぼされ、又は、第２軸受サブ要素に連結される、特に好ましくは堅固に結合される要素に戻し要素を接触させることで間接的に及ぼされることができる。

本発明によれば、第１軸受サブ要素及び第２軸受サブ要素は、少なくとも一つの支点において互いに支持されるように、互いに配置されている。ここでは、その配置は、ペダル要素が戻し要素の作用に抗して変位させられるとき、外向きに方向付けられた押圧力が二つの軸受サブ要素に生じ、その押圧力により二つの軸受サブ要素が軸受シェルに対して押圧されるように、形成されている。

作動の際に、すなわち、作動方向につまり戻し要素の作用に抗する向きのペダル要素の変位の際に、二つの軸受サブ要素は、軸受シェルに対して外向きに押圧される。それと同時に、二つの軸受サブ要素とそれらを少なくとも部分的に包囲する軸受シェルの間には、相対的な移動が生じる。互いに押圧される部分の動作は、軸受摩擦の増加をもたらす。

この摩擦は、変位動作を減衰させる（勢いを弱める）。原理的には付加的な減衰要素を設けることができるとはいえ、このタイプの別の装置を必要とするよりはむしろ、軸受において既に所望される減衰（ダンピング）を得ることができる。

本発明に係るペダル装置の場合、この目的のために、比較的大きな面が有利である。それは、この摩擦が、軸受サブ要素の一つ又はそれ以上の外側面と軸受シェルの対応する接触面との間に生じるためである。これにより、ペダル装置をコンパクトな構造にしつつ、比較的大きな摩擦力を得ることができる。

二つの軸受サブ要素において外向きに方向付けられた押圧力は、好ましくは、二つの軸受サブ要素が互いに広がる（展開する）ことにより得られる。
作動による移動（動作）の間、軸受シェル内に連帯的に収容された二つの軸受サブ要素の少なくとも一部分が、展開して、そして軸受シェルに対して外向きに押圧される。さらに、ここでは、二つの軸受サブ要素は支点において互いに揺動するのが好ましい。この場合、密接した接触であるが故に、非常に小さい動作で十分である。揺動軸は、支点により規定されることができ、又、好ましくは軸受要素の回転軸と平行に位置している。

本発明の実施形態によれば、二つの軸受サブ要素は、軸受シェル内に回動自在に取り付けられる。第１軸受サブ要素は、第１軸線回りに回動自在に取り付けられ、第２軸受サブ要素は、第２軸線回りに回動自在に取付けられる。二つの軸線は、好ましくは同軸線であり、又、それ故に、第１軸受サブ要素と第２軸受サブ要素は、共通の軸線回りに回転するべく軸受シェル内に取り付けられる。

支点は、好ましくは、第１軸線、第２軸線の外側に、及び／又は、共通の軸線の外側に、配置される。このような配置は、二つの軸受サブ要素の展開を達成するために特に好ましく、これにより、軸受シェルに対する所望の押圧力を得ることができる。

好ましい実施形態によれば、第１軸受サブ要素は、ペダルレバーの一部であり、すなわち、ペダル要素に対応する揺動可能な要素が、ペダル要素の一部であるか又はペダル要素に連結されている。
第２軸受サブ要素は、好ましくは、支持レバー、すなわち、第２の揺動可能なレバーを形成する。
ペダルレバー及び支持レバーは、好ましくは、支点において、お互いに関して揺動可能である。ペダルレバー及び支持レバーがお互いに対して揺動することにより、押圧力を生じさせることができ、その押圧力により、二つの軸受サブ要素が軸受シェルに対して押圧される。

戻し要素は、好ましくは、その作用がペダル要素の作動方向に対抗するように配置される。これにより、外部の力を受けることなく、ペダル要素は休止位置に戻ることができ、休止位置から最大作動位置まで、ペダル要素は、力の作用により作動方向に変位可能である。
これを達成するために、ペダル要素は、ペダル要素が作動方向に変位させられたとき、第１回転方向における軸受要素の回転が生じるように、好ましくは軸受要素に結合されることができ、一方、戻し要素は、それが第１回転方向と反対の第２回転方向において軸受要素に作用するように配置される。
ペダル要素が作動させられるとき、二つの対抗する力又はトルクが軸受要素に作用し、すなわち、作動力及び作動モーメントが、ペダル要素を介して第１軸受サブ要素に作用し、又、戻し要素の戻し力が、第２軸受サブ要素に直接的に又は間接的に作用する。
軸受要素の二つの軸受サブ要素に作用する上記対抗する力又はトルクは、所望の外向きに方向付けられた押圧力を得るために、又、特に二つの軸受サブ要素をお互いに展開させるために、利用することができる。
特に好ましくは、これにより、二つの軸受サブ要素が、お互いに対して支点において揺動可能になり、その結果、外向きに方向付けられた押圧力が生じることになる。

第１軸受サブ要素は、レバー等のような種々の力伝達可能手段を介して、間接的にペダル要素に連結されることができるが、ペダル要素は、好ましくは、第１軸受サブ要素に堅固に連結される。第１軸受サブ要素がペダル要素と真に一体的に形成されるならば、特に簡単なデザインを得ることができる。

戻し要素は、少なくとも一つのスプリングを含むことができる。余剰構成を可能にするために、少なくとも二つのスプリング要素が好まれる。スプリングは、ベース要素と第２軸受サブ要素との間において作用するように配置される。異なるタイプのスプリングが可能であり、螺旋状の圧縮スプリングが好まれる。

特に好ましい実施形態によれば、軸受要素は、実質的に、湾曲断面を有することができ、又、例えばその部分のために、円筒状の軸受シェル内に配置されることができる。
ここでは、軸受要素を二つの軸受サブ要素に分割することにより、各々の軸受サブ要素が、実質的に、部分的に円形の断面、特に好ましくは半円形の断面を有するように、設計されることができる。そして、支点は、好ましくは、二つの軸受サブ要素の間に形成される。

支点は、好ましくは、二つの軸受サブ要素の一方から突出しかつ二つの軸受サブ要素の他方のピボットマウンティングに適合（収容）される支持要素により形成される。ピボットマウンティングは、窪みにより形成されることができる。

軸受要素が、軸受シェル内に取り付けられるとき、二つの軸受サブ要素の外側の軸受面と軸受シェルの内側の軸受面は、各々、円筒面の形状に形成されることができる。これにより、容易にガイドされた軸受要素の回転動作が、回転中心軸回りにおいて生じる。

軸受シェルは、軸方向において連続的に形成されてもよいが、軸受シェルが軸方向において互いに離隔して配置された二分割シェルを有するならば、設計の観点からみて非常に素晴らしく有利であることが明らかである。
ここでは、分割シェルの少なくとも一方、好ましくは両方のシェルは、軸受カバーとして設計されることができる。これにより、軸受シェルは、特に容易に組み付けられて、軸受要素の周りに配置されることができる。

本発明の実施形態は、図面を参照しつつ、以下により詳細に述べられる。

図１は、ペダル装置の斜視図を示すものである。 図２は、休止位置と最大作動位置が描かれた、図１に示すペダル装置の側面図を示すものである。 図３は、ハウジングが部分的に透視図で描かれた、図１及び図２に示すアクセルペダル装置の斜視図を示すものである。 図４は、図１ないし図３に示すアクセルペダル装置の斜視分解図を示すものである。 図５は、図１ないし図４に示すアクセルペダル装置において、図６中のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図を示すものである。 図６は、図１ないし図５に示すアクセルペダル装置において、図５中のＣ−Ｃ線に沿った断面図を示すものである。

図１は、自動車の足下に固定して配置されるベース要素１２と、ベース要素に対して第１軸線及び第２軸線としての共通の軸線Ａ回りに揺動（ピボット移動）することにより作動方向Ｂに変位可能なペダルアーム１４とを含む、アクセルペダル装置１０を示す。

戻し要素２０は、以下により詳細に説明され、ベース要素１２のハウジング１６内に設けられている。
戻し要素２０の作用は、ペダルアーム１４を、図２中の実線で示される休止位置に戻す。ペダルレバー１４のフット部１８に作動力Ｆが作用する際に、ペダルレバーは、図２に示されるように、戻し要素２０の作用に抗して、軸線Ａ回りにおいて作動方向Ｂに変位させられることができる。
（図２中の点線で示される）最大駆動位置において、止め部が、ペダルアーム１４の更なる揺動移動を制限する。キックダウンスイッチ４８は、予め作動して、克服されることになるキックダウン力のピークを引き起こす。

図３ないし図６は、ベース要素１２とペダルレバー１４の取付けとの内部構造を示す。ペダルレバーの揺動動作は、特に図６中の軸受の断面で明らかなように、軸線Ａ回りに回動自在で、軸受カバー３２，３４により形成された軸受シェル内の軸受要素２６の台座（シーティング）により、ガイドされる。軸受要素２６は、第１軸受サブ要素２２と第２軸受サブ要素２４から形成されている。

特に、図４の分解図で示されるように、第１軸受サブ要素２２は、ペダルレバー１４と一体的に形成されている。嵌め込まれた状態（図５）において、第１軸受サブ要素２２は、第２軸受サブ要素２４と隣接しており、これにより、軸受要素２６を形成している。

第１軸受サブ要素２２及び第２軸受サブ要素２４は、それぞれ、円筒面の形状をなす外側接触面２８，３０を有し、それを備えた軸受サブ要素２２，２４が、接触面２８，３０と適合すると共に円筒面の形状をなす内側軸受面３６を有する軸受カバー３２，３４内に収容される。

特に図５の縦断面で明らかなように、軸受サブ要素２２，２４は、それぞれ、断面が略半円形のデザインを有する。軸受サブ要素２２，２４は、互いを接ぎ合わせ、ここでは、第２軸受サブ要素３０の湾曲した突起４０により形成された支点３８を介して支持されており、突起４０は、第１軸受サブ要素２２の湾曲した凹部４２に収容されている。

支持レバー３９は、戻し要素２０のための、又、軸受サブ要素２４のためのレセプタクル４３を含み、軸受サブ要素はレセプタクル４３に一体的に形成されている。螺旋状の圧縮スプリングの形態をなす戻し要素２０は、ベース要素１２のハウジング１６とレセプタクル４３との間で作用する。

軸受要素２６を形成するために、支持レバー３９及びペダルレバー１４は、戻し要素２０のためのレセプタクル４３がペダルレバー１４と一体的に形成されたエンクロージャ４１に収容されるように、組み合わされている。
この嵌め込まれた状態において、軸受要素２６が軸受カバー３２，３４内において軸線Ａ回りに回動自在に取り付けられるとき、ペダルレバー１４及び支持レバー３９は、支点３８だけで互いを支持しており、一方、エンクロージャ４１は、レセプタクル４３から離隔して配置されている。

軸受サブ要素２２，２４の各々のために、軸受サブ要素２２，２４の円筒面の形状をなす外側面２８，３０が、軸受カバー３２，３４の同様に円筒面の形状をなす内側面３６と接触することにより、回動自在な取付けのために要求されるガイドが形成される。

このように、第１軸受サブ要素２２と堅固に結合される、すなわち、一体的に形成されるペダルアーム１４は、ベース要素１２に揺動自在に取り付けられ、ベース部１２のハウジング１６とスプリングレセプタクル４３の間の戻し要素２０の作用が、基本位置（休止位置）へのペダルアーム１４のリセッティング（戻し動作）を引き起こす。

この動作は、軸受摩擦により、すなわち、軸受カバー３２，３４の内側面３６に対する軸受要素２６の外側面２８，３０の摩擦により、減衰される（弱められる）。これは、作動中において、すなわち、ペダルアームを作動方向Ｂにおいて変位させるべくペダルアーム１４のフット部１８に力Ｆが作用するとき、軸受サブ要素２２，２４が互いに展開する（広がる）ことにより、増強される。

この展開動作は、特に図５のイラストを参照して説明され得る。図５においては、軸受カバー３２，３４（そこでは、不図示）の取付けが点線で示されており、そこで図示されているように、軸受サブ要素２２，２４は、偏心してすなわち軸線Ａの外側に配置された支点３８において、お互いに支持されている。
このように、支点３８は揺動軸線を画定し、その位置において、軸受サブ要素２２，２４及びそれと一体的に形成されたレバー、すなわち、ペダルアーム１４及び支持レバー３９がお互いに対して揺動自在である。
レセプタクル４３を介した支持レバー３９における戻し要素２０の作用は、レセプタクル４３と一体的に形成された第２軸受サブ要素２４に対して、作動方向Ｂに抗してすなわち図５において反時計回りに、トルクを生じさせる。
作動力Ｆによって、上記トルクに対抗するトルクが、ペダルアーム１４及びそれと一体的に形成された第１軸受サブ要素２２に作用する。それ故に、軸受サブ要素２２，２４は、反対の方向に作動させられる。

この方法により、支点３８において、軸受サブ要素２２，２４が、お互いに対して小さな揺動動作を生じ、又、それ故に、図５及び図６の矢印で示されるように、軸受要素２６の二つの部分２２，２４が離れて展開する。

上記展開動作により、緊張状態の下での取付けが設定される。作動力Ｆと戻し要素２０の力が反対向きに作用する下で、軸受サブ要素２２，２４の外側面２８，３０は、僅かに離れて移動させられ、軸受カバー３２，３４の軸受面３６に対して押圧される。これにより、非常に増加した軸受摩擦が生じる。

上記摩擦のためには、比較的大きい面が有効である。結果的に、非常にコンパクトで簡単な構造であるにも拘わらず、高い押圧力を作用させることができ、結局、高い摩擦力又は摩擦モーメントを得ることができる。

アクセルペダルの記載された実施形態での全体のデザインは、図示から明らかなように、極めて簡単に、僅かな部品で構成される。アクセルペダル要素は、レセプタクル４３に挿入される戻し要素２０と、ベース部１２のハウジング１６に互いに配置される二つの軸受サブ要素２２，２４とにより、迅速にかつ容易に組み付けることができる。軸受要素２６に密接して適合（嵌合）する台座は、軸受カバー３２，３４を側面から取り付けることにより形成される。

アクセルペダル要素１０の操作の際に、センサ（不図示）が、常に現在の作動位置、すなわち、作動方向Ｂにおける変位の角度を検出し、例えば、エンジンの出力を制御するために、これを電気信号として提供する。
種々のタイプのセンサを使用できるが、センサスイッチング回路（不図示）がベース部１２のハウジング１６に配置され又ペダルアーム１４の誘導インデックス要素の位置を検出できる、誘導位置センサの使用が好まれる。

Claims (15)

1. 作動のために、ベース要素（１２）に対して変位可能なペダル要素（１４，１８）と、
   前記ベース要素（１２）に設けられた少なくとも一つの軸受シェル（３２，３４）と、
   前記軸受シェル（３２，３４）内に収容されて回動自在に取り付けられた軸受要素（２６）と、を備え、
   前記軸受要素（２６）は、少なくとも、一つの第１軸受サブ要素（２２）及び前記第１軸受サブ要素（２２）に対して可動な一つの第２軸受サブ要素（２４）を含み、
   前記第１軸受サブ要素（２２）は、前記ペダル要素（１４，１８）に連結され、
   前記第２軸受サブ要素（２４）には、作動のために少なくとも一つの戻し要素（２０）が設けられ、
   前記第１及び第２軸受サブ要素（２２，２４）は、少なくとも一つの支点（３８）において互いに支持され、前記ペダル要素（１４，１８）が前記戻し要素（２０）の作用に抗して変位させられるとき、前記軸受シェル（３２，３４）に向かう外向きの押圧力を前記軸受シェル（３２，３４）に及ぼすように、互いに配置されている、
   ことを特徴とするペダル装置。
2. 前記ペダル要素（１４，１８）が変位させられるとき、前記押圧力は、前記第１及び第２軸受サブ要素（２２，２４）がそれぞれ前記軸受シェル（３２，３４）に向かうように広がることにより発生する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のペダル装置。
3. 前記第１軸受サブ要素（２２）は、前記軸受シェル内において第１軸線回りに回動自在に取り付けられ、
   前記第２軸受サブ要素（２４）は、前記軸受シェル（３２，３４）内において第２軸線回りに回動自在に取り付けられ、
   前記支点（３８）は、前記第１及び第２軸線に対して偏心して配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のペダル装置。
4. 前記第１軸線及び第２軸線は、共通の軸線（Ａ）であり、
   前記第１及び第２軸受サブ要素（２２，２４）は、前記共通の軸線（Ａ）回りに回転するべく前記軸受シェル（３２，３４）内に取り付けられ、
   前記支点（３８）は、前記共通の軸線（Ａ）から離れて配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のペダル装置。
5. 前記第１軸受サブ要素（２２）は、ペダルレバー（１４）の一部であり、
   前記第２軸受サブ要素（２４）は、支持レバーを形成し、
   前記ペダルレバー（１４）及び前記支持レバー（３９）は、前記支点（３８）にてお互いに対して揺動自在である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のペダル装置。
6. 前記ペダル要素（１４，１８）は、前記ペダル要素（１８）が作動方向（Ｂ）に変位させられるとき、第１回転方向における前記軸受要素（２６）の回転が生じるように、前記軸受要素（２６）に結合され、
   前記戻し要素（２０）は、前記第１回転方向と反対の第２回転方向において前記軸受要素（２６）に作用するように、配置されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のペダル装置。
7. 前記ペダル要素（１４，１８）は、前記第１軸受サブ要素（２２）に固定して連結され、又は、前記第１軸受サブ要素（２２）と一体的に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載のペダル装置。
8. 前記戻し要素（２０）は、前記ベース要素（１２）と前記第２軸受サブ要素（２４）の間に作用するように配置された少なくとも一つのスプリングを含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一つに記載のペダル装置。
9. 前記軸受要素（２６）は、湾曲した断面を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし８いずれか一つに記載のペダル装置。
10. 前記第１及び第２軸受サブ要素（２２，２４）は、それぞれ部分的に円形の断面を備えて形成されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載のペダル装置。
11. 前記軸受サブ要素の一方から突出すると共に前記軸受サブ要素の他方（２２）のピボットマウンティング（４２）に適合される支持要素（４０）が、前記支点（３８）において設けられている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１０いずれか一つに記載のペダル装置。
12. 前記第１及び第２軸受サブ要素（２２，２４）は、外側軸表面として、円筒面（２８，３０）を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし１１いずれか一つに記載のペダル装置。
13. 前記軸受シェル（３２，３４）は、内側軸受面として、少なくとも一つの円筒面（３６）を備えて環状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１２いずれか一つに記載のペダル装置。
14. 少なくとも一つの軸受シェル（３２，３４）は、前記ベース要素（１２）に配置された軸受カバーとして設計されている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１３いずれか一つに記載のペダル装置。
15. 互いに離隔して軸方向に配列された少なくとも二つの軸受シェル（３２，３４）が、前記ベース要素（１２）に設けられている、
    ことを特徴とする請求項１ないし１４いずれか一つに記載のペダル装置。

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